JPH04212479A - 半導体発光ダイオード - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、化合物半導体材料を用
いた半導体発光装置に係わり、特に活性層にＩｎＧａＡ
ｌＰ系材料を用いた半導体発光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＥＤ（発光ダイオード）は、低消費電
力，高効率，高信頼性の得られる光源として、光通信や
光情報処理等の各種の分野での応用に用いられている。 特に、可視波長域では発光層材料として、ＧａＰ（緑）
，ＧａＡｓＰ（黄色，橙色，赤色），ＧａＡｌＡｓ（赤
色）等の化合物半導体が用いられている。

【０００３】しかし、ＧａＰ，ＧａＡｓＰは間接遷移型
の半導体であり、その発光効率は透明な基板を用い、吸
収の影響をなくしても０．５％程度以下と極めて低いも
のである。また、ＧａＡｌＡｓは６６０ｎｍでは８％程
度の効率が得られるものの、これより短波長ではやはり
間接遷移の影響により、６３５ｎｍでの効率は１％程度
である。

【０００４】人間の目の視感度を考慮すると、ＧａＡｌ
Ａｓ系では６６０ｎｍで３ｃｄ（カンデラ）、６３５ｎ
ｍで１ｃｄに相当する。一方、ＧａＰでは０．５ｃｄ以
下、ＧａＡｓＰでは０．３ｃｄ以下のものしか実現され
ておらず、橙色，黄色，緑色の領域での高輝度のＬＥＤ
の開発が強く嘱望されていた。

【０００５】ＩｎＧａＡｌＰ混晶は、窒化物を除く　　
−　　族化合物半導体混晶中で最大の直接遷移型エネル
ギーギャップを有し、０．５〜０．６μｍ帯の発光素子
材料として注目されている。特にＧａＡｓを基板とし、
これに格子整合するＩｎＧａＡｌＰによるＬＥＤは、緑
色から赤色までの高輝度の発光の可能性を持っている。 しかしながら、この種のＬＥＤにあっても、短波長の領
域での発光効率は必ずしも十分高いとは言えなかった。

【０００６】図３０に、ＩｎＧａＡｌＰ発光部を有する
従来のＬＥＤの素子構造断面図を示す。図中１はｎ−Ｇ
ａＡｓ基板、２はｎ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層、３は
ＩｎＧａＡｌＰ活性層、４はｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッ
ド層、５はｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡散層、６はｐ−Ｇａ
Ａｓコンタクト層、７はＡｕＺｎからなるｐ側電極、８
はＡｕＧｅからなるｎ側電極である。

【０００７】ＩｎＧａＡｌＰ活性層３のエネルギーギャ
ップは、クラッド層２，４のそれより小さくなるように
混晶組成が設定されており、光及びキャリアを活性層３
に閉じ込めるダブルヘテロ構造をなしている。また、ｐ
−ＧａＡｌＡｓ電流拡散層５の組成は、ＩｎＧａＡｌＰ
活性層３からの発光波長に対し略透明になるように設定
されている。

【０００８】図３０の構造において、活性層３を厚さ０
．２μｍのアンドープのＩｎ０．５　（Ｇａ１−Ｘ　Ａ
ｌＸ　）０．５　Ｐ（ｘ＝０．４）とした場合、その導
電型はｎ型であり、濃度は１〜５×１０１６ｃｍ−３程
度であった。このとき、発光波長は５６５ｎｍ（緑）、
発光効率はＤＣ２０ｍＡで０．０７％程度であった。ま
た、ｘ＝０．３としたとき、発光波長は５８５ｎｍ（黄
）、発光効率はＤＣ２０ｍＡで０．４％程度と低く、Ｇ
ａＰ，ＧａＡｓＰ系に対する特性的なメリットは必ずし
も見られなかった。一方、ｘ＝０．２としたとき、発光
波長は６２０ｎｍ（橙色），発光効率はＤＣ２０ｍＡで
１．５％程度であり、発光波長に対し吸収体となるＧａ
Ａｓ基板１を特に除去することなくＧａＡｌＡｓ系を上
回る発光効率が得られた。

【０００９】このような発光効率の組成依存性の原因に
ついて本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、ｎ伝導型に
おける移動度と強い相関があることが判った。即ち、移
動度はＡｌ組成ｘ＝０．３程度で急激に低下した。また
、これに合わせてドナーレベルが深くなることも観測さ
れた。これらは、ｎ伝導型における深い準位の発生が非
発光再結合を来たし、発光効率の低下につながっている
と考えられた。また、活性層３のＡｌ組成ｘが高く発光
波長が短い場合、クラッド層２，４とのエネルギーギャ
ップ差を十分にとることができず、特に有効質量の小さ
い電子のｐ型クラッド層４へのオーバーフローが顕著に
なり、これが発光効率の低下につながっていることも考
えられた。

【００１０】一方、図３０の構成では電流拡散層５を設
けて電極７から注入された電流を広げているが、電流拡
散層５を設けない場合、次のような理由により注入電流
の広がりが小さくなり、発光領域は電極直下付近のみと
なる。即ち、クラッド層２，４のＡｌ組成は、活性層３
とのバンドギャップ差を持たせるために活性層３のそれ
よりも十分大きくする必要がある。ｐクラッド層４にお
いては、Ａｌ組成が大きいと、キャリア濃度を高くする
ことはできず抵抗が大きくなる。このため、ｐクラッド
層４における電流の広がりは小さく、電極直下付近のみ
が発光領域となる。この場合、光を上から取り出す構成
においては、電極７が発光領域からの光を遮ることにな
り、光取り出し効率の低下を招く。

【００１１】また、ＩｎＧａＡｌＰ系材料を用いた半導
体発光素子においては、より短波長の発光を得るために
活性層のＡｌ組成を大きくすると、活性層の非発光セン
ターが増加して非発光再結合が増えるために、発光効率
が低下するという問題があった。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来のＩ
ｎＧａＡｌＰ系によるＬＥＤでは、特に黄色，緑色での
高効率の発光を得ることは困難であった。また、発光部
における電極下の電流集中が生じ、光取り出し効率の低
下や、活性層中の非発光再結合の増加のために、高輝度
化を実現することは困難であった。

【００１３】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、黄色，緑色等の短波長
領域でも高効率の発光が可能な半導体発光装置を提供す
ることにある。

【００１４】また、本発明の他の目的は、発光部におけ
る電流分布を改善することができ、光取り出し効率及び
輝度の向上をはかり得る半導体発光装置を提供すること
にある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、ＩｎＧ
ａＡｌＰからなる活性層を有し、半導体基板と反対側の
発光面上の一部に形成された電極以外の面上から光を取
り出す半導体発光装置において、活性層のキャリア濃度
及び膜厚を最適化することにより、発光効率の向上をは
かることにある。

【００１６】即ち本発明は、半導体基板上にＩｎＧａＡ
ｌＰ系材料からなる活性層をクラッド層で挟んだダブル
ヘテロ構造部を形成し、このダブルヘテロ構造部上の一
部に第１の電極を形成し、基板のダブルヘテロ構造部と
反対側面に第２の電極を形成した半導体発光装置におい
て、活性層をキャリア濃度１×１０１７ｃｍ−３以下の
ｐ型又はキャリア濃度５×１０１６ｃｍ−３以下のｎ型
に形成し、且つ該活性層の厚さを０．１５〜０．７５μ
ｍの範囲に設定するようにしたものである。

【００１７】より望ましくは本発明は、半導体基板とし
てＧａＡｓを用い、この基板の面方位を（１００）から
［０１１］方向に１０〜２０度傾斜させる。半導体基板
とダブルヘテロ構造部との間に、基板側から反射層及び
透明バッファ層を形成し、且つ透明バッファ層の膜厚を
２０〜１００μｍの範囲に設定する。ダブルヘテロ構造
部を構成するクラッド層のうち、ｎ型クラッド層のキャ
リア濃度を１×１０１６ｃｍ−３〜６×１０１７ｃｍ−
３の範囲に設定し、ｐ型クラッド層のキャリア濃度を５
×１０１７ｃｍ−３〜２×１０１８ｃｍ−３の範囲に設
定する。この所望のキャリア濃度を得るために、積極的
にｐ型不純物とｎ型不純物のいずれか一方或いは双方を
活性層にドーピングする。また、活性層を、量子井戸構
造とする。さらに、ダブルヘテロ構造部と第１の電極と
の間にＧａＡｌＡｓからなる電流拡散層を設け、この電
流拡散層の膜厚を５〜３０μｍの範囲に設定し、且つキ
ャリア濃度を５×１０１７ｃｍ−３〜５×１０１８ｃｍ
−３の範囲に設定するようにしたものである。また本発
明は、活性層に対し基板と反対側に設けた電極以外の面
上から光を取り出す半導体発光装置において、第１導電
型の半導体基板上に形成された第１導電型の反射層と、
この反射層上に形成された第１導電型の透明バッファ層
と、この透明バッファ層上に形成され、活性層を第１導
電型及び第２導電型のクラッド層で挟んだＩｎＧａＡｌ
Ｐ系材料からなるダブルヘテロ構造部と、このダブルヘ
テロ構造部上に形成された第２導電型の電流拡散層と、
この電流拡散層上の一部に形成された第１の電極と、前
記基板の裏面側に形成された第２の電極と、前記ダブル
ヘテロ構造部と第１の電極との間の一部に、第１の電極
に対向するよう形成された第１導電型の電流阻止層とを
具備してなるものである。この構造においても、基板の
面方位、各層の材料，キャリア濃度，膜厚等の条件は、
上述した材料，範囲が望ましい。

【００１８】また本発明は、半導体基板上にＩｎＧａＡ
ｌＰ系材料からなる活性層をクラッド層で挟んだダブル
ヘテロ構造部を形成し、このダブルヘテロ構造部上の一
部に第１の電極を形成し、基板のダブルヘテロ構造部と
反対側面に第２の電極を形成した半導体発光装置におい
て、基板をＧａＡｓ（例えばｎ型）とし、該基板の成長
主面の面方位を、（１００）面から［０１１］方向に５
度以上傾斜させるようにしたものである。

【００１９】

【作用】本発明によれば、ＩｎＧａＡｌＰからなる活性
層を、低濃度のｐ型（キャリア濃度１×１０１７ｃｍ−
３以下のｐ型）、又はより低濃度のｎ型（キャリア濃度
５×１０１６ｃｍ−３以下のｎ型）とすることによって
、前述した非発光再結合の影響を低減することが可能と
なる。また、活性層の厚さを最適化（０．１５〜０．７
５μｍ）することにより、高効率の発光が得られること
になる。 また、基板の面方位の傾斜，各層のキャリア濃度及び膜
厚等を最適化することにより、発光効率をより向上させ
ることが可能となる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の詳細を図示の実施例によって
説明する。

【００２１】図１は本発明の第１の実施例に係わる半導
体発光装置の概略構造を示す断面図である。図中１１は
ｎ−ＧａＡｓ基板であり、この基板１１上にはｎ−Ｉｎ
ＧａＡｌＰクラッド層１２，ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ活性層
１３及びｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層１４からなるダ
ブルヘテロ構造部が成長形成されている。ダブルヘテロ
構造部上にはｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡散層１５が成長形
成され、この電流拡散層１５上の一部にＧａＡｓコンタ
クト層１６が成長形成されている。そして、コンタクト
層１６上にＡｕＺｎからなるｐ側電極１７が形成され、
基板１１の下面にＡｕＧｅからなるｎ側電極１８が形成
されている。

【００２２】ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ活性層１３のエネルギ
ーギャップは、クラッド層１２，１４のそれより小さく
なるように混晶組成が設定されており、光及びキャリア
を活性層１３に閉じ込めるダブルヘテロ構造をなしてい
る。ｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡散層１５の組成は、活性層
１３からの発光波長に対し略透明になるように設定され
ている。なお、本実施例では基板側をｎ型の導電型とし
たが、導電型を逆にした構造でも同様に考えることがで
きる。

【００２３】図１に示した構造において、各層の厚さ，
キャリア濃度は以下のように設定されている。即ち、ｎ
−ＧａＡｓ基板１１（２５０μｍ，３×１０１８ｃｍ−
３）、 ｎ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層１２（１μｍ，５×１０
１７ｃｍ−３）、 ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ活性層１３（０．５μｍ，５×１０
１６ｃｍ−３）、 ｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層１４（１μｍ，７×１０
１７ｃｍ−３）、 ｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡散層１５（７μｍ，３×１０１
８ｃｍ−３）、 ｐ−ＧａＡｓコンタクト層１６（０．１μｍ，３×１０
１８ｃｍ−３）、 である。

【００２４】また、ｐ側電極１７は直径２００μｍの円
形とした。活性層１３及びクラッド層１２，１４の組成
を、Ｉｎ０．５　（Ｇａ１−Ｘ　ＡｌＸ　）０．５　Ｐ
の表記でそれぞれ０．４，０．７とした場合、発光波長
は５６５ｎｍ（緑）、発光効率はＤＣ２０ｍＡで０．７
％程度と従来の１０倍の効率が得られた。

【００２５】図２は、活性層１３の膜厚を０．５μｍと
したときの発光効率の活性層キャリア濃度依存性を示し
ている。ｐ型はＺｎドープで、５×１０１６ｃｍ−３以
下のｎ型はアンドープで、それ以上のｎ型はＳｉドープ
により作成した。このとき、ｎ型ではその濃度が高くな
るにつれて発光効率は低下した。これは、深いレベルの
発生により、非発光再結合が増加すること、小数キャリ
アである正孔の拡散長が低下することによると考えられ
た。

【００２６】一方、ｐ型では１×１０１７ｃｍ−３より
濃度を増すと、発光効率が顕著に低下した。これは、Ｚ
ｎの多量のドーピングにより、非発光再結合を引き起こ
すセンターが形成されたためと考えられる。また、図２
に示す特性曲線は、活性層１３の膜厚を変えても上下方
向にシフトするだけで、発光効率の高くなる範囲は殆ど
変わらなかった。従って、活性層１３としては、キャリ
ア濃度１×１０１７ｃｍ−３以下のｐ型又はキャリア濃
度５×１０１６ｃｍ−３以下のｎ型が望ましい。

【００２７】図３は活性層１３のキャリア濃度を５×１
０１６ｃｍ−３（ｐ型）としたときの、発光効率の活性
層厚さ依存性を示している。活性層１３の厚さは、ｐク
ラッド層１４のキャリア濃度にも依存するが、０．１５
〜０．７５μｍの範囲で高い発光効率が得られた。

【００２８】なお、図３には示さないが、キャリア濃度
が５×１０１６ｃｍ−３以上のｎ型の活性層は、Ｚｎド
ープのｐ型の活性層よりも同じ膜厚では発光効率が低く
なり、且つ発光効率のピーク値が薄膜側に存在した。薄
膜での効率の低下は、活性層の注入キャリア密度が注入
電流密度／活性層厚により決まることから、高注入密度
によるクラッド層へのオーバーフローが顕著に発生する
ことによると考えられる。活性層１３をｐ型としたもの
では、多数キャリアが正孔であり、電子の注入により発
光が起こるため、オーバーフローによる影響がアンドー
プの場合に比べ難いと考えられる。一方、厚膜では活性
層内での注入キャリアの拡散長より大きくなると、ダブ
ルヘテロ構造による効果が低下し、層内での吸収や低キ
ャリア密度での相対的な非発光再結合の増加による発光
効率の低下が発生すると考えられる。このように本実施
例によれば、ＩｎＧａＡｌＰからなる活性層１３のキャ
リア濃度及び膜厚を最適化することにより、非発光再結
合の影響を低減することができ、発光効率の向上をはか
ることができる。このため、黄色，緑色等の短波長領域
でも高効率の発光が可能な半導体発光装置を実現するこ
とができる。

【００２９】上記実施例では、活性層１３のＡｌ組成ｘ
を０．４としたものについて述べたが、これ以外のＡｌ
組成としたものについても、同様の効果があった。ここ
で、キャリア濃度の如何に拘らずＡｌ組成ｘを変えると
発光波長も変わるが、図４に示すように、Ａｌ組成ｘを
大きくして発光波長を短くするほど、発光効率は低下す
ることになる。この場合も、キャリア濃度１×１０１７
ｃｍ−３以下のｐ型又はキャリア濃度５×１０１６ｃｍ
−３以下のｎ型であれば、高い発光効率が得られる。図
５は、本発明の第２の実施例に係わる半導体発光装置の
概略構造を示す断面図である。

【００３０】図５に示した構造において、３１は第１導
電型半導体基板であり、この基板３１上には第１導電型
のバッファ層３２，反射層３３及び透明バッファ層３４
が成長形成されている。透明バッファ層３４上には、下
部クラッド層（第１導電型クラッド層）３５，活性層３
６及び上部クラッド層（第２導電型クラッド層）３７か
らなるダブルヘテロ構造部が形成されている。

【００３１】ダブルヘテロ構造部上には、第２導電型の
電流拡散層３８が成長形成され、電流拡散層３８上の一
部には第２導電型のコンタクト層３９が形成されている
。また、ダブルヘテロ構造部と電流拡散層３８との界面
には、コンタクト層３９に対応する位置に第１導電型の
電流阻止層４０が形成されている。そして、コンタクト
層３９上に上部電極４１が形成され、基板３１の下面に
下部電極４２が形成されている。

【００３２】次に、上記素子における基板，各層のキャ
リア濃度及び膜厚、その他の条件について説明する。な
お、この条件は、先に説明した第１の実施例においても
同様に適用できるものである。

【００３３】第１導電型半導体基板３１はｎ−ＧａＡｓ
からなり、そのキャリア濃度は２×１０１８ｃｍ−３〜
４×１０１８ｃｍ−３である。これは、低濃度では欠陥
密度の低い物が得られないこと、高濃度では基板３１上
に形成するＩｎＧａＡｌＰからなる層を良好に形成でき
ないことによる。また、その厚さは５０〜４５０μｍで
ある。これは、薄膜ではウェハでの取扱いが難しいこと
、基板とその上に形成する層のわずかな格子定数の違い
で反りを生ずること等が問題となり、厚膜ではペレット
状にすることが困難になることによる。

【００３４】ｎ−ＧａＡｓ基板３１の面方位は（１００
）又は（１００）から２５度の範囲で傾斜している。 これは、傾斜の方向，角度により同じ波長を得るための
活性層３６の組成が異なること、また欠陥密度が異なる
ことなどにより、結晶性が変化し、発光効率に影響を与
えるためである。図６は、基板表面の傾斜角度と５９０
ｎｍの発光を得るためのＡｌ組成ｘとの関係を示す特性
図であり、この図から傾斜角度が［０１１］方向に７度
以上となると、Ａｌ組成ｘを０．３と小さくできること
が判る。

【００３５】図７は、［０１１］方向に傾斜した角度と
フォトルミネッセンスの半値幅との関係を示す特性図で
ある。この図から、傾斜角度が１０度〜２０度で最も小
さい半値幅が得られる。従って、基板３１の望ましい面
方位としては、（１００）から［０１１］方向へ、７度
〜２５度傾斜させた場合であり、特に望ましい面方位と
しては、（１００）から［０１１］方向へ、１０度〜２
０度傾斜させた場合であった。

【００３６】バッファ層３２は、基板表面の汚染などに
よる欠陥の発生、発光層への伝達を防止するためのもの
であり、例えばｎ−ＧａＡｓを用いる。そのキャリア濃
度は４×１０１７ｃｍ−３で、厚さは０．６μｍである
。この場合、上記の目的を満たす材料であればｎ−Ｇａ
Ａｓでなくともかまわず、例えば、ｎ−ＩｎＧａＰ，ｎ
−ＧａＡｌＡｓ，ｎ−ＩｎＧａＡｌＰ，或いはｎ−Ｇａ
Ａｓを含めた、これらの材料による超格子構造（原子層
オーダーから１００原子層オーダー周期でトータル厚さ
１００ｎｍ程度）などでもよい。また、発光層への悪影
響がなければ、特にバッファ層３２を設けなくてもよい
。

【００３７】反射層３３は、発光波長に対し光吸収体と
なる基板３１やバッファ層３２に光が達しないように、
発光を基板３１と反対方向へ反射することを目的とした
ものである。これには、発光波長λに対して屈折率ηの
異なる２種類の半導体層を、λ／（４ｎ）の厚さで積層
することが望ましい。

【００３８】例えば、５９０ｎｍの発光波長に対し、ｎ
−ＧａＡｓ（η＝３．９４；厚さが３７．５ｎｍ）、ｎ
−Ｇａ０．３　Ａｌ０．７　Ａｓ（η＝３．４２５；厚
さ４３ｎｍ）を交互に２０層以上積層することで、基板
側へ向かう光の約３０％を、基板等の吸収体に到達する
前に反射することができ、高い発光効率が得られる。こ
のときのドーピング量は、通電の際に大きな電圧降下に
よる動作電圧上昇が起きないように設定されていればよ
く、ここでは４×１０１７ｃｍ−３とした。この際、反
射層３３中のｎ−ＧａＡｓは発光波長に対して吸収体で
あるが屈折率の効果による反射の効果は十分ある。

【００３９】この他にも、ｎ−ＩｎＧａＡｌＰ，ｎ−Ｉ
ｎＡｌＰ，ｎ−ＩｎＧａＰ，ｎ−ＩｎＧａＡｓＰ，ｎ−
ＧａＡｌＡｓ，ｎ−ＧａＡｓ等の材料、及びその組成の
違いの組み合わせにより、同様に反射層を構成すること
によって、高い発光効率が得られる。なお、基板側での
光吸収が発光効率に対し、大きなデメリットとならない
場合は、反射層３３を設けなくてもよい。

【００４０】透明バッファ層３４は、発光波長に対し吸
収係数の十分小さい透明な材料からなり、側面からの発
光を有効に取り出すことに寄与する。これは、図８に示
すように、透明バッファ層３４が十分厚い場合、基板側
へ向かう発光や、基板と反対側へ発せられペレット表面
での全反射によって再び基板方向へ進む光に対し、これ
らの光が基板等の光吸収体に到達するまえに、ペレット
の側面から放出できる割合が高くなることによる。

【００４１】例えば、ペレットの大きさを３００μｍ角
、発光波長を５９０ｎｍとする時、ｎ−Ｇａ０．３　Ａ
ｌ０．７　Ａｓ透明バッファ層３４を厚さ３０μｍ設け
ることによって、側面から取り出せる光の増加により、
３０％程度高い発光効率が得られる。これは、透明バッ
ファ層３４の厚さと同程度の距離の範囲で、ペレット側
面近傍での発光が有効に取り出せていることによると考
えられる。

【００４２】透明バッファ層３４のドーピング量は、通
電の際に大きな電圧降下による動作電圧上昇が起きない
ように設定されていればよく、ここでは４×１０１７ｃ
ｍ−３とした。また、透明バッファ層３４の厚さは、ペ
レットのサイズに対し、発光が有効に取り出せるペレッ
ト側面近傍の領域が有意に大きいことが必要であり、ペ
レットサイズの５％程度以上であることが目安となる。

【００４３】例えば３００μｍ角のチップでは、図９に
示すように、透明バッファ層３４の厚さを１５μｍ程度
以上とすれば、十分な発光効率の向上が認められた。こ
のとき、透明バッファ層３４の厚さが厚いほど、高い発
光効率が得られるが、１００μｍ以上ではウエハの反り
により発生する欠陥，面内分布等により発光効率は低下
する。

【００４４】透明バッファ層３４と反射層３３を組み合
わせることによって、図１０に示すように、反射層３３
とペレット表面での全反射をジグザク状に繰り返し、側
面に放出される光を有効に取り出せる様になるのは言う
までもない。また、このような効果は透明バッファ層３
４を２種類以上の屈折率の異なる材料，組成による層構
造とすることによっても得られる。この場合、屈折率の
低い層を基板側とすることが重要である。

【００４５】ここでは、透明バッファ層３４としてｎ−
ＧａＡｌＡｓを用いたが、この他にも、ｎ−ＩｎＧａＡ
ｌＰ，ｎ−ＩｎＡｌＰ等の発光波長に対し透明な材料で
も同様な効果があることは言うまでもない。また、反射
層３３は透明バッファ層３４中にあってもかまわない。 なお、基板側での光吸収が発光効率に対し、大きなデメ
リットとならない場合は、透明バッファ層３４を設けな
くてもよい。

【００４６】下部クラッド層３５は、活性層３６に注入
されたキャリアを活性層３６内に閉じ込めることにより
高い発光効率を得るためのものである。即ち、活性層３
６の導電型がｎ型でキャリア濃度が注入キャリア密度よ
り小さい場合（少数キャリアが正孔の場合）、活性層３
６の導電型がｐ型でキャリア濃度が注入キャリア密度よ
り小さい場合（少数キャリアが電子の場合）、或いは注
入キャリア密度が活性層３６のキャリア濃度に比べ高い
場合（いわゆるダブルインジェクション状態の場合）、
いずれの場合においても活性層３６に注入されたキャリ
アを、下部クラッド層３５へ拡散するのを抑える効果が
ある。この場合、下部クラッド層３５は活性層３６より
もエネルギーギャップが大きいことが必要となる。

【００４７】ここでは、下部クラッド層３５として、ｎ
−Ｉｎ１−Ｙ　（Ｇａ１−Ｘ　ＡｌＸ　）Ｙ　Ｐの組成
表記（ｘ，ｙ）において、ｘ＝０．７，ｙ＝０．５とし
た。これは、活性層３６の発光波長を５５５ｎｍまでに
短波長化した場合でも、十分なキャリア閉じ込め効果が
得られるエネルギーギャップが得られるからである。ま
た、ＧａＡｓ基板３１に格子定数が一致するため良好な
結晶が得られるからである。このようなクラッド層の組
成範囲は、上記の組成表記において０．６≦ｘ≦１であ
った。 これは、ｎ−ＩｎＧａＡｌＰがほぼ間接遷移型のエネル
ギーギャップを有する範囲である。この領域でのエネル
ギーギャップは、組成ｘと共に増加するため、ｘの大き
な組成でのキャリア閉じ込め効果は大きい。

【００４８】また、ＩｎＧａＡｌＰ系材料では、原子配
列の秩序構造の形成が起こり易く、これによって、同じ
組成であってもエネルギーギャップが変化する。全く秩
序構造のないランダムな状態でのエネルギーギャップが
、同じ組成での最大のエネルギーギャップを与える。 秩序構造のない場合がキャリア閉じ込めのためには有利
である。このような無秩序構造は、基板３１において前
述の傾斜した方位を用いることで容易に形成することが
できた。

【００４９】一方、下部クラッド層３５のキャリア濃度
は１×１０１７ｃｍ−３とした。図１１に、ｎクラッド
層３５のキャリア濃度と発光効率との関係を示す。この
図に示すように、発光効率の観点から、望ましいキャリ
ア濃度の範囲は１×１０１６ｃｍ−３から７×１０１７
ｃｍ−３であった。これは、上部クラッド層３７，電流
拡散層３８等との抵抗率との関係から、電極４１によっ
て光取り出しができない電極直下以外へ電流を広げる上
で、その抵抗率を高く、ひいてはキャリア濃度を低く設
定することが望ましいこと。さらに、ＩｎＧａＡｌＰ中
にＳｉ，Ｓｅ等のドーパントが、その濃度に従って深い
レベルを形成し、活性層３６に注入されたキャリアが活
性層近傍のｎ−ＩｎＧａＡｌＰ下部クラッド層３５にあ
るこれらのレベルを介して非発光再結合すること等がそ
の理由と考えられた。

【００５０】望ましいキャリア濃度の下限は、通電の際
に大きな電圧降下による動作電圧上昇が起きないために
必要な最低の濃度であり、その上限は非発光再結合が増
加することから決まったものである。また、特に望まし
いキャリア濃度の範囲は１×１０１６ｃｍ−３から２×
１０１７ｃｍ−３であった。この場合の上限は、低抵抗
化により電流広がり効果が小さくなることによると考え
られた。

【００５１】下部クラッド層３５とバッファ層３２又は
反射層３３を直接接合させる場合には、ｎ−ＩｎＧａＡ
ｌＰとｎ−ＧａＡｓなどとのヘテロ接合が形成される。 このとき、エネルギーギャップの小さいＧａＡｓ側から
電子を注入する場合、ヘテロ接合による障壁を乗り越え
るための過剰な電圧降下を必要とした。このため、電流
はこの界面をペレット全体に均一に流れることで電流密
度を減らし、電圧降下を防ぐように流れ、結果的に大き
な電流広がりを得ることができた。これは、ｎ−ＩｎＧ
ａＡｌＰのキャリア濃度に大きく依存し、１×１０１７
ｃｍ−３以下で顕著であった。

【００５２】下部クラッド層３５の厚さは１μｍとした
。これは、活性層３６に注入されたキャリアを、下部ク
ラッド層３５へ拡散するのを抑える効果を持たせるため
に、０．５μｍ程度以上必要なこと、電流広がりの効果
を与えるのに必要に厚さが２μｍ以下程度であることに
より決まったものである。また、下部クラッド層３５は
透明バッファ層３４と同じ材料，組成であってもかまわ
ない。即ち、ｎ−ＧａＡｌＡｓなどでもかまわない。 また、シングルヘテロ構造やホモ接合構造などで、活性
層に注入されたキャリアを、基板側へ拡散するのを抑え
なくても発光効率に対し大きなデメリットとならない場
合は、下部クラッド層３５を設けなくてもよい。

【００５３】活性層３６はＩｎ１−Ｙ　（Ｇａ１−Ｘ　
ＡｌＸ　）Ｙ　Ｐからなり、その組成ｘ，ｙ及び上記秩
序構造の状態によってエネルギーギャップが決まり、注
入されたキャリアが発光再結合する時、エネルギーギャ
ップに対応した波長で発光する。前記図４に示すように
、Ａｌ組成ｘを増すと共に発光波長は短波長化し、それ
に伴って発光効率の低下がみられた。これは、Ａｌ組成
の増加と共に、直接遷移型のエネルギーギャップと間接
遷移型のエネルギーギャップの差が小さくなること、特
にｎ型において深いレベルの発生が顕著になること、良
好な結晶を得難くなること等によると考えられる。

【００５４】これらを回避する方法として、いくつかの
方法が考えられる。同じ波長を得るのに、なるべくＡｌ
組成の低い組成で実現する方法として、活性層３６を無
秩序構造とする方法がある。このような無秩序構造は、
基板３１において前述の傾斜した方位を用いることで容
易に形成することができた。また、多重量子井戸構造（
ＭＱＷ）を採用することによって、エネルギーレベルの
量子化により、Ａｌ組成の小さい層を発光層となる井戸
層に用いても、短波長化が可能であった。

【００５５】例えば、組成（ｘ，ｙ）＝（０．３，０．
５）を井戸層、（０．７，０．５）を障壁層とし、それ
ぞれの厚さを２．５〜５ｎｍとし、１０周期から１００
周期程度設けたものを活性層とすることにより、図１２
に示すように、（０．４，０．５）〜（０．５，０．５
）の組成のバルクからなる活性層と同等の波長（５７５
〜５５５ｎｍ）が得られた。

【００５６】また、ＧａＡｓとの格子整合の枠を外すこ
と、即ち、活性層ＩｎＧａＡｌＰの格子定数をＧａＡｓ
より小さくすることで、Ａｌの組成を減らすことができ
る。また、逆に活性層ＩｎＧａＡｌＰの格子定数をＧａ
Ａｓより大きくすることで、直接遷移型のエネルギーギ
ャップと間接遷移型のエネルギーギャップの差を大きく
することができる。いずれも、効果が顕著になるのは０
．５％程度の格子不整合度以上であり、上限は転移の発
生による非発光再結合の増加による。このような転移の
発生は厚さに依存しており、０．３μｍ程度では１％程
度に限界が現れた。

【００５７】これを回避する方法として、上記ＭＱＷ構
造からなる活性層の井戸層として格子定数をずらした層
を用いる方法が有効であった。井戸層の厚さは非常に薄
いため、図１３に示すように転移発生の限界を与える格
子不整合度は３％程度以上であり、非常に広い組成範囲
を使うことができた。なお、活性層３６の導電型は先の
実施例と同様に、５×１０１６ｃｍ−３以下のｎ型、或
いは１×１０１７ｃｍ−３以下のｐ型（図２を参照）と
することで高い発光効率が得られた。また、活性層３６
の厚さも先の実施例と同様に、ペレットサイズ３００μ
ｍ角のもので、０．１５μｍから０．７５μｍ（図３を
参照）で高い発光効率が得られた。

【００５８】上部クラッド層３７は、下部クラッド層３
５と同様、活性層３６に注入されたキャリアを活性層３
６内に閉じこめることにより高い発光効率を得るための
ものである。即ち、少数キャリアが正孔の場合、少数キ
ャリアが電子の場合、或いはダブルインジェクション状
態の場合、いずれの場合においても活性層３６に注入さ
れたキャリアを、上部クラッド層３７へ拡散するのを抑
える効果がある。この場合、上部クラッド層３７は活性
層３６よりもエネルギーギャップが大きいことが必要と
なる。

【００５９】ここでは、ｐ−Ｉｎ１−Ｙ　（Ｇａ１−Ｘ
　ＡｌＸ　）Ｙ　Ｐの組成表記（ｘ，ｙ）において、ｘ
＝０．７，ｙ＝０．５とした。これは、活性層３６の発
光波長を５５５ｎｍまでに短波長化した場合でも、十分
なキャリア閉じ込め効果が得られるエネルギーギャップ
が得られるからである。また、ＧａＡｓ基板格子定数が
一致するため良好な結晶が得られるからである。このよ
うな、ｐクラッド層３７の組成範囲は、図１４に示すよ
うに、上記の組成表記において０．６≦ｘ≦１であった
。これは、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰがほぼ間接遷移型のエネ
ルギーギャップを有する範囲である。この領域でのエネ
ルギーギャップは、組成ｘと共に増加するため、ｘの大
きな組成でのキャリア閉じ込め効果は大きい。

【００６０】また、ＩｎＧａＡｌＰ系材料では、原子配
列の秩序構造の形成が起こり易く、これによって、同じ
組成であってもエネルギーギャップが変化する。全く秩
序構造のないランダムな状態でのエネルギーギャップが
、同じ組成での最大のエネルギーギャップを与える。 秩序構造のない場合が、キャリア閉じ込めのためには有
利である。このような無秩序構造は、基板３１において
前述の傾斜した方位を用いること、さらに十分高いドー
ピングを行うことで、容易に形成することができた。

【００６１】一方、上部クラッド層３７のキャリア濃度
は７×１０１７ｃｍ−３とした。図１５にｐクラッド層
３７のキャリア濃度と発光効率との関係を示す。この図
に示すように、発光効率の観点から、望ましいキャリア
の濃度の範囲は５×１０１７ｃｍ−３から２×１０１８
ｃｍ−３であった。これは、下部クラッド層３５，電流
拡散層３８等との抵抗率との関係から、電極４１によっ
て光取り出しができない電極直下以外へ電流を広げる上
で、その抵抗率を低く、ひいてはキャリア濃度を高く設
定することが望ましいこと、５×１０１７ｃｍ−３以上
の高いドーピングをすることで、無秩序構造が容易に形
成でき、エネルギーギャップを大きくすることができる
ため、キャリア閉じ込めが有効に行えるためである。

【００６２】上部クラッド層３７の厚さは１μｍとした
。これは、活性層３６に注入されたキャリアを、上部ク
ラッド層３７へ拡散するのを抑える効果を持たせるため
に、０．５μｍ程度以上必要なこと、電流広がりの効果
を与えるのに必要な厚さが２μｍ以下程度であることに
より決まったものである。また、上部クラッド層３７は
電流拡散層３８などと同じ材料、組成であってもかまわ
ない。即ち、ｐ−ＧａＡｌＡｓなどでもかまわない。 また、シングルヘテロ構造やホモ接合構造などで、活性
層に注入されたキャリアを、基板側と反対側へ拡散する
のを抑えなくても、発光効率に対し大きなデメリットと
ならない場合は、上部クラッド層を設けなくてもよい。

【００６３】電流拡散層３８は、電極４１によって光取
り出しができない電極直下以外へ電流を広げるためのも
のである。電流拡散層３８は発光波長に対し、吸収係数
の十分小さい透明な材料からなる。例えばペレットの大
きさを３００μｍ角、電極を直径１５０μｍ程度の円形
とし、発光波長を５９０ｎｍとするとき、キャリア濃度
３×１０１８ｃｍ−３のｐ−Ｇａ０．３Ａｌ０．７　Ａ
ｓを厚さ１５μｍ設けることによって、電流の広がりは
チップ全体に渡り、これを設けない場合の約３０倍程度
高い発光効率が得られた。

【００６４】電流拡散層３８の厚さは、電流の広がりを
大きくできるほど望ましい。有効な電流広がり効果が得
られるのは、図１６に示すように、５μｍ以上の厚さで
あった。一方、３０μｍ以上の厚さになると、電流広が
りの効果が飽和すると共に、長時間の成長による活性層
３６への上部クラッド層３７などからの不純物拡散など
による発光効率の低下などが起こることにより、むしろ
素子としての発光効率は低下した。

【００６５】電流拡散層３８のキャリア濃度は、図１７
に示すように、電流広りを十分に得るために５×１０１
７ｃｍ−３以上であることが望ましい。一方、５×１０
１８ｃｍ−３以上にドーピングすると、電流広がりは十
分であるものの、発光波長に対する吸収が大きくなり、
結局素子としての発光効率は低下した。

【００６６】電流拡散層３８のＡｌ組成ｘは、発光波長
に対し吸収係数が１００ｃｍ−１程度以下で、なるべく
低い方が望ましい。このとき、図１８に示すように、ｐ
−Ｇａ１−Ｘ　ＡｌＸ　Ａｓの組成ｘは大きいほど、あ
る波長での吸収係数は小さくなる。ＩｎＧａＡｌＰによ
る発光波長の領域に対しては、ｘは０．６以上であるこ
とが望ましい。一方、ｘの大きなＧａＡｌＡｓでは結晶
性のよいものが得にくく、吸収係数はむしろ増加した。 このため、ｘは０．８以下であることが望ましかった。

【００６７】電流拡散層３８と上部クラッド層３７の接
合では、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰとｐ−ＧａＡｌＡｓなどと
のヘテロ接合が形成される、このとき、エネルギーギャ
ップの小さいｐ−ＧａＡｌＡｓ側から正孔を注入する場
合、ヘテロ接合による障壁を乗り越えるための過剰な電
圧降下を必要とした。このため、電流はこの界面をペレ
ット全体に均一に流れることで電流密度を減らし、電圧
降下を防ぐように流れ結果的に大きな電流広がりを得る
ことができた。これは、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰのキャリア
濃度に大きく依存し、１×１０１８ｃｍ−３以下で顕著
であった。

【００６８】ここでは、電流拡散層３８としてｐ−Ｇａ
ＡｌＡｓを用いたが、この他にも、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ
，ｐ−ＩｎＡｌＰなどの発光波長に対し透明な材料でも
同様な効果があることは言うまでもない。また、電流拡
散層３８を設けないことで、発光効率に対し、大きなデ
メリットとならない場合は、電流拡散層３８を設けなく
てもよい。

【００６９】コンタクト層３９は、電極４１に対するオ
ーミック接触を容易にとるための層であり、例えばｐ−
ＧａＡｓを用いた。具体的には、図１９に示すように電
流拡散層３８上にｐ−ＧａＡｓ層３９を成長形成した後
、上部電極４１を形成し、レジスト４４をマスクに電極
４１及びｐ−ＧａＡｓ層３９を選択エッチングし、最終
的にレジスト４４を除去することにより形成した。

【００７０】コンタクト層３９の濃度は、容易にコンタ
クト抵抗を十分低くするために１×１０１８ｃｍ−３以
上であることが望ましい。またその厚さは、５０ｎｍ以
上であることが再現のよいコンタクトをとるために重要
であった。コンタクト層３９は必ずしも発光波長に対し
透明である必要はない。これは、電極以外の部分を選択
的に除去することで、吸収の効果を回避することができ
るからである。この場合、電極形成時のアロイ化などで
生ずるダメージ部分を同時に除去できるというメリット
もある。

【００７１】なお、この場合に、コンタクト層３９が厚
いと、除去プロセスにおいて、電極４１の端部のコンタ
クト層が無くなり、電極４１がはがれ易くなるなどのこ
とが起こるため、コンタクト層３９の厚さは１５０ｎｍ
程度以下であることが望ましい。また、コンタクト層３
９は十分に薄ければ、吸収を小さくすることができるの
で、必ずしも電極以外の部分で除去する必要はない。

【００７２】ここでは、コンタクト層３９としてｐ−Ｇ
ａＡｓを用いたが、この他にも、ｐ−ＩｎＧａＰ，ｐ−
ＩｎＧａＡｌＰ，ｐ−ＧａＡｌＡｓなどを用いてもよい
。また、コンタクト層３９を特に設けないで、電流拡散
層などに直接電極を形成してもかまわない。

【００７３】上部電極４１はＡｕＺｎ／Ａｕからなり、
ペレットに電流注入を行うと共に、ワイヤボンディング
のためのパッドとなる。電極４１はペレット全体に電流
を広げるのに有効である、発光を遮断しないようにする
ことが重要である。

【００７４】電流阻止層は４０は、電極４１によって光
取り出しができない電極直下以外へ電流を広げるための
ものである。即ち、電極４１の直下の一部又は全部に電
流注入を妨げる働きをする層を挿入することで、電極直
下への無効な電流注入を回避するものである。電流阻止
層４０は、電極４１と活性層３６の間にあればよい。例
えば、前記図５に示すように上部クラッド層３７と電流
拡散層３８との間、また図２０（ａ）に示すように電流
拡散層３８の内部、電流拡散層３８とコンタクト３９と
の間、さらに図２０（ｂ）に示すようにコンタクト層３
９と電極４１との間いずれでもかまわない。このとき、
電流阻止層４０の直下へ回り込む電流を低減するために
は、なるべく活性層３６に近い位置にあることが望まし
い。

【００７５】電流阻止層４０としては、上部クラッド層
３７と反対の導電型を持つ半導体、例えばｎ−ＧａＡｓ
，ｎ−ＧａＡｌＡｓ，ｎ−ＩｎＧａＰ，ｎ−ＩｎＡｌＰ
，ｎ−ＩｎＧａＡｌＰなど、或いは高抵抗の半導体、例
えばＧａＡｓ，ＩｎＧａＰ，ＧａＡｌＡｓ，ＩｎＧａＡ
ｌＰ，ＩｎＡｌＰなどを用いることができる。また、上
部クラッド層３７と同じ導電型を持ち、それと接する層
との間にヘテロ接合による障壁を乗り越えるための過剰
な電圧降下を必要とする構造をもつ半導体層、例えばｐ
−ＧａＡｓ／ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ，ｐ−ＧａＡｓ／ｐ−
ＩｎＡｌＰ，ｐ−ＧａＡｌＡｓ／ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ，
ｐ−ＧａＡｌＡｓ／ｐ−ＩｎＡｌＰなど或いは絶縁物、
例えばＳｉＯ２　，Ａｌ２　Ｏ３　，Ｓｉ３　Ｎ４　な
どであれば使用することが可能である。

【００７６】電流阻止層４０を発光波長に対して透明な
材料とすることで、発光をより有効に取り出すことがで
きる。即ち、電極４１の直下を含む領域に発光波長に対
し透明な電流阻止層４０を設けることによって電極直下
への無効電流を減らし、また電流阻止層４０の直下へ回
り込んだ電流による発光を吸収の影響を受けること無く
外部に取り出すことができる。

【００７７】本実施例では例えばペレットの大きさを３
００μｍ角、電極を直径１５０μｍの円形、発光波長を
５９０ｎｍとするときｎ−Ｉｎ１−Ｙ　（Ｇａ１−Ｘ　
ＡｌＸ　）Ｙ　Ｐの組成表記（ｘ，ｙ）において、ｘ＝
０．７，ｙ＝０．５を電流阻止層４０として、上部クラ
ッド層３７と電流拡散層３８の間に挿入した。電流阻止
層４０の濃度は１×１０１８ｃｍ−３、厚さは１５０ｎ
ｍとした。また、その形状は電極４１を含む１８０μｍ
の直径とした。このとき、電極４１の直下へは電流は殆
ど注入されず、ここでの発光が電極４１に隠されても、
発光効率には影響しなかった。また、電流阻止層４０の
直下へ回り込んだ電流による発光は、透明な電流阻止層
４０を通して外部に取り出されるため、無効電流にはな
らなかった。なお、電流阻止層４０は、これを挿入しな
いことが発光効率に対し、大きなデメリットにならない
場合は、特に設けなくてもよい。

【００７８】上記のように構造を設定し、ペレットの大
きさを３００μｍ角、電極を直径１５０μｍの円形とし
た素子ペレットを、広がり半値幅が８度程度になるよう
に樹脂でモールドし、素子化することによって、Ｉｎ１
−Ｙ　（Ｇａ１−Ｘ　ＡｌＸ　）Ｙ　Ｐ活性層３５の組
成をｘ＝０．２，ｙ＝０．５とすることにより、発光波
長６１０ｎｍのオレンジ色の発光（光度１０カンデラ）
が、ｘ＝０．３、ｙ＝０．５とすることによって、発光
波長５９０ｎｍの黄色の発光（光度７カンデラ）が、ｘ
＝０．４，ｙ＝０．５とすることによって、発光波長５
７０ｎｍの黄緑色の発光（光度３カンデラ）が、ｘ＝０
．５，ｙ＝０．５とすることによって。発光波長５５５
ｎｍの緑色の発光（光度１カンデラ）が、それぞれ得ら
れた。 つまり、各層のキャリア濃度及び膜厚の最適化、基板の
面方位に選択等により、短波長の発光でも高い発光効率
を得ることができた。

【００７９】上記した第２の実施例では、第１導電型半
導体基板３１としてｎ−ＧａＡｓを用いた例を示した。 しかしながら、導電型の異なる、ｐ−ＧａＡｓを用いて
もかまわない。このとき、各半導体層の導電型を逆転す
ることが必要である。この場合、各半導体層の厚さに関
しては、ｎ−ＧａＡｓ基板３１を用いた場合と同様の設
定が望ましい。

【００８０】一方、キャリア濃度については、電流広が
りや発光効率を考慮すると、その最適値はｎ−ＧａＡｓ
基板３１の場合と異なる。クラッド層については、ｎ−
ＧａＡｓ基板３１の場合、下部クラッド層３５がｎ−Ｉ
ｎＧａＡｌＰ、上部クラッド層３７がｐ−ＩｎＧａＡｌ
Ｐであったが、ｐ−ＧａＡｓ基板を用いた場合には、上
部クラッド層がｎ−ＩｎＧａＡｌＰ、下部クラッド層が
ｐ−ＩｎＧａＡｌＰとなり、このときのｎ−ＩｎＧａＡ
ｌＰ及びｐ−ＩｎＧａＡｌＰそれぞれについての設定が
同じであると考えればよい。

【００８１】バッファ層３２，反射層３３，透明バッフ
ァ層３４，電流拡散層３８，コンタクト層３９，電流阻
止層４０については導電型を逆転し、キャリア濃度の設
定は同じでよい。活性層３６については、基板の導電型
によらず、ｎ−ＧａＡｓの場合と同様の設定が望ましい
。

【００８２】ｐ型の導電型基板を用いることの利点は、
ｎ型の場合に比べ、電流広がりをより容易に拡大するこ
とができることである。これは、上述の組成域において
ｐ−ＩｎＧａＡｌＰ，ｐ−ＧａＡｌＡｓに比べ、ｎ−Ｉ
ｎＧａＡｌＰ，ｎ−ＧａＡｌＡｓの方が、同じ組成，キ
ャリア濃度に対し、移動度が大きく、低抵抗率の層が得
易く、これを活性層に対し上部電極側とすることにより
、電流が広がり易く、発光部を容易に拡大できるためで
ある。特に、電流拡散層３８にｎ−ＧａＡｌＡｓを用い
た場合、ｐ−ＧａＡｌＡｓを用いた場合の１／２の抵抗
率となるため、図２１に示すように、その厚さ（下限側
の厚さ）を１／２にしても、略同等の電流広がり、ひい
ては発光効率が得られた。これは、結晶成長時間の短縮
、ひいては生産性の向上に有効であった。

【００８３】また、第１導電型半導体基板３１としてｎ
−ＧａＡｓ又はｐ−ＧａＡｓを用いた場合、実施例にも
詳述したように発光波長に対し基板は光吸収体として働
く。基板３１に吸収された光は、外部に取り出すことが
できないため、活性層３６での発光の約１／２は発光効
率に寄与しない。これを取り出す方法として、図２２に
示すように、基板３１及び発光波長に対し吸収体となる
バッファ層３２等を除去することが有効である。

【００８４】この場合、ペレットの機械的強度を保持す
るために、透明バッファ層３４，電流拡散層３８の厚さ
を厚く設定し、基板除去後のウェハ厚さを５０μｍ程度
以上に設定することが重要である。このとき、下部電極
４２は透明バッファ層３４に形成される。下部電極４２
或いはアセンブリの際にこの下に形成する反射板によっ
て、下部へ出射された光は吸収を受けずに外部に取り出
せる。

【００８５】また、ここまでの説明では、第１導電型半
導体基板３１としてｎ−ＧａＡｓ，ｐ−ＧａＡｓ及びこ
れを除去した例を示した。この他にも、ＧａＰ，ＺｎＳ
ｅ，ＺｎＳ，Ｓｉ，Ｇｅ等の半導体、及びＧａＡｓを含
めこれらからなる混晶等を基板として用いてもよい。こ
の場合、上述の導電型に対する考え方がそのまま当ては
まり、これらの導電型のｎ型でもｐ型でもよい。ＧａＰ
，ＺｎＳｅ，ＺｎＳ，ＧａＡｓＰ，ＩｎＧａＰ等を基板
とする場合は、発光波長に対し基板は透明にすることが
でき、上述のように基板を除去する必要がないという利
点がある。

【００８６】しかし、これらの場合、ＧａＡｓと異なり
、活性層材料と基板の格子整合が取れないことがある。 この場合、基板と同じ導電型の格子定数傾斜層を設ける
ことにより、活性層での転位の発生を抑え、非発光再結
合を低減することが重要である。この場合、格子定数傾
斜層の格子定数は、基板側から活性層側へ向かって、基
板の格子定数から活性層の格子定数へ徐々に変化させる
。このとき、格子定数傾斜層の材料はＩｎＧａＡｌＰ等
の、発光波長に対し透明なものが望ましい。活性層の格
子定数をＧａＡｓと同等とするとき、透明バッファ層と
してＧａＡｌＡｓを格子定数傾斜層上に形成することで
、活性層と同等の格子定数を持つ層を形成することにな
り、転位の低減にも有効である。この場合の構成を図２
３に示す。図中５１が透明基板、５２が格子定数傾斜層
を示している。

【００８７】Ｓｉ，Ｇｅは発光波長に対し不透明である
ものの、良質で基板結晶を得ることができるため、量産
性，生産性の観点から望ましい基板結晶である。Ｓｉの
場合は、活性層材料と基板の格子整合が取れない。基板
と同じ導電型の格子定数傾斜層を設けることにより、活
性層での転位の発生を抑え、非発光再結合を低減するこ
とが重要である。この場合、格子定数傾斜層の格子定数
は、基板側から活性層側へ向かって、基板の格子定数か
ら活性層の格子定数へ徐々に変化させる。このとき、こ
の格子定数傾斜層の材料は、ＧａＰ，ＡｌＰ，ＧａＡｓ
，ＩｎＰ等による混晶、或いは超格子を用いる。Ｇｅの
場合、格子整合に問題はない。

【００８８】いずれの場合においても、透明バッファ層
としてＧａＡｌＡｓを形成することで、転位の低減にも
有効である。また、これらの基板は、ＧａＡｓの場合と
同様に、結晶成長後に基板を除去することが有効である
。

【００８９】これらｎ−ＧａＡｓ以外の結晶を基板に用
いた場合でも、電流拡散層等による電流の広がりの効果
、電流阻止層による無効電流低減の効果、活性層，クラ
ッド層等のキャリア濃度，厚さ，無秩序化の程度等の発
光効率へ与える効果は前述した実施例と同様である。

【００９０】図２４は、本発明の第３の実施例に係わる
半導体発光装置の素子構造を示す断面図である。図中６
１はｎ−ＧａＡｓ基板であり、この基板６１の主面は（
１００）面から［０１１］方向に１５度傾斜している。 基板６１上に、 ｎ−Ｉｎ０．５　（Ｇａ１−Ｘ１ＡｌＸ１）０．５　Ｐ
クラッド層６２Ｉｎ０．５　（Ｇａ１−Ｘ２ＡｌＸ２）
０．５　Ｐ活性層６３ｐ−Ｉｎ０．５　（Ｇａ１−Ｘ３
ＡｌＸ３）０．５　Ｐクラッド層６４（Ｚｎドープ） ｐ−Ｉｎ０．５　Ｇａ０．５　Ｐ中間バンドギャップ層
６５ｐ−ＧａＡｓコンタクト層６６ が順次積層形成されている。そして、コンタクト層６６
上にＡｕＺｎからなるｐ側電極６７が形成され、基板６
１の裏面にＡｕＧｅからなるｎ側電極６８が形成されて
いる。

【００９１】図２５は、図２４に示した発光素子内での
電流分布及び発光領域を示す模式図である。同図に発光
素子内での電流分布７２を破線矢印で、また発光領域７
１を節打点でそれぞれ示している。ＩｎＧａＡｌＰ各層
のＡｌ組成は、高い発光効率が得られるように、Ｘ２≦
Ｘ１，Ｘ２≦Ｘ３を満たすようにする。例えば、Ｘ１＝
Ｘ３＝０．７，Ｘ２＝０．３とする。

【００９２】図２４及び図２５に示した構造において、
各層の厚さ，キャリア濃度は以下に括弧内で示すように
設定されている。即ち、 ｎ−ＧａＡｓ基板６１（８０μｍ，３×１０１８ｃｍ−
３）ｎ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層６２（１μｍ，５×
１０１７ｃｍ−３） ＩｎＧａＡｌＰ活性層６３（０．５μｍ，アンドープ）
ｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層６４（２μｍ，２×１０
１８ｃｍ−３） ｐ−ＩｎＧａＰ中間バンドギャップ層６５（０．０５μ
ｍ，１×１０１８ｃｍ−３） である。また、ｐ側電極６７は直径２００μｍの円形と
した。

【００９３】本実施例構造が従来構造と異なる点は、素
子構造を積層するＧａＡｓ基板６１の成長主面を（１０
０）面から［０１１］方向に１５度傾斜させた面にした
ことであり、この構造の優位性について以下に説明する
。

【００９４】従来構造、つまりＧａＡｓ基板６１の成長
主面に（１００）面を用いた構造においては、ｐ−Ｉｎ
ＧａＡｌＰクラッド層６４での電流広がりはｐ−クラッ
ド層６４の抵抗率が高いため小さい。ｐ−クラッド層６
４の膜厚を厚くすることにより、電流広がりを大きくす
ることが考えられるが、このＩｎＧａＡｌＰ材料系は熱
伝導率が悪く膜厚を厚くすることによって結晶構造が低
下し、また上層への悪影響も現われるため好ましくない
。さらに、ＩｎＧａＡｌＰ系材料は、結晶品質の上から
成長速度が制限され、厚膜の成長を行う場合には、成長
時間の延長を行わなければならない。このことは、ｐ−
クラッド層６４の不純物として拡散性の高いものを使用
した場合に、活性層６３への不純物拡散が起こり、素子
特性の低下を引き起こす。このため、ｐ−ＩｎＧａＡｌ
Ｐクラッド層６４を厚く成長することは難しい。

【００９５】また、このＩｎＧａＡｌＰ系材料において
は、Ｚｎをドープした場合、その活性化率が低いため、
高いキャリア濃度を得ることは難しい。これに加えて、
Ｚｎは拡散性の高い不純物であり、高濃度ドーピングに
よって活性層６３への拡散が起こり、素子特性の低下も
引き起こす原因ともなる。クラッド層６２，６４は活性
層６３とのバンドギャップ差を大きくして、活性層６３
への光及びキャリアの閉じ込め行うことが望ましいが、
そのためにはクラッド層６３，６４のＡｌ組成を大きく
しなければならない。しかし、ｐ−クラッド層６４の不
純物としてＺｎを用いた場合、Ａｌ組成が大きくなるほ
どキャリア濃度が低下し、抵抗が大きくなる問題がある
。故に、従来構造ではＧａＡｓ基板６１上の素子構造に
よっては注入電流を広げることができず、電極直下のみ
の発光となり、光の取り出し効率は非常に小さかった。

【００９６】これに対し、図２４及び図２５に示すよう
に、ＧａＡｓ基板６１の成長主面を（１００）面から［
０１１］方向へ５〜１５度傾斜させた面とした場合には
、ｐ−クラッド層６４のＡｌ組成が高い場合においても
、Ｚｎを高濃度にドーピングすることができ、低抵抗の
ｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層６４を形成することがで
きる。

【００９７】図２６に、Ａｌ組成０．７の場合のＩｎＧ
ａＡｌＰに対するＺｎによる飽和ホール濃度と、ＧａＡ
ｓ基板の（１００）面から［０１１］方向への傾斜角と
の関係を示す。この図から傾斜角度が大きくなると飽和
ホール濃度が増加し、特に５度以上の傾斜角では１×１
０１８ｃｍ−３以上と十分な飽和ホール濃度が得られ、
傾斜させない基板を用いたものと比べ３倍以上の十分な
発光強度を得られることが判った。

【００９８】このため、本実施例の素子構造にすること
によって、電極６７から注入された電流を低抵抗のｐ−
ＩｎＧａＡｌＰクラッド層６４において広域に広げるこ
とができ、図２５の電流分布で示すように電極６７直下
以外の広域で発光が可能となる。本実施例に用いた（１
００）面から［０１１］方向へ１５度傾斜させたＧａＡ
ｓ成長主面上に作成した素子のｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラ
ッド層６４と、従来の（１００）面のＧａＡｓ成長主面
に作成した素子のｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層の同じ
Ａｌ組成における上記キャリア濃度のときの抵抗率は、
それぞれ１５度傾斜面上では０．２Ω・ｃｍ、（１００
）面上では２Ω・ｃｍとなっている。

【００９９】また、本実施例と従来例で作成した素子の
活性層６４をフォトルミネッセンス（Ｐ．Ｌ）等により
評価したところ、本実施例で作成した方が発光効率が高
いことが判った。図２７に、活性層のＡｌ組成０．３の
場合のＰＬ発光強度と傾斜角度との関係を示す。このよ
うに傾斜角度が大きくなるに伴い、ＰＬ発光強度が増加
し、５度以上では３倍以上と十分な発光強度が得られた
。また、図２８にＡｌ組成とＰＬ発光強度依存性の傾斜
角度が０度、即ち（１００）面と、１５度の場合を示す
。このように傾斜した基板による発光強度増大効果は広
いＡｌ組成において認められた。

【０１００】このことからも、本実施例では輝度を高く
することが可能である。加えて（１００）面から［０１
１］方向へ傾斜したＧａＡｓ基板上に成長したＩｎＧａ
ＡｌＰ混晶は、自然超格子の発生が抑えられ、そのバン
ドギャップは（１００）面上に成長したものよりも大き
くなることが知られている。このバンドギャップ増大効
果により、ある発光波長を得るのにより少ないＡｌ組成
の活性層を用いることが可能となり、短波長領域におい
ての高輝度化を可能にすることができる。

【０１０１】上述した積層構造でＩｎ０．５　（Ｇａ１
−Ｘ２ＡｌＸ２）０．５　Ｐ活性層６３のＡｌ組成Ｘ２
に０．３を用いて素子を構成し、順方向に電圧を印加し
電流を流したところ図２５に示した電流分布となり、ｐ
側電極６７を除いた素子表面広域から６００ｎｍにピー
ク波長を有する発光が得られた。なお、ＩｎＧａＡｌＰ
で構成された発光部上にＺｎドープのｐ−クラッド層内
でキャリア濃度の成長方向への分布を持たせることによ
って、同様の効果を得ることができる。

【０１０２】このように本実施例によれば、ＧａＡｓ基
板６１に成長主面に（１００）面から［０１１］方向へ
１５度傾斜した面を用いることによって、発光部ＩｎＧ
ａＡｌＰ活性層６３上のｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層
６４の抵抗率を低下することができ、電極６７から注入
された電流をｐ−クラッド層６４で広範囲に広げること
ができ、電極直下以外の領域に発光領域を広げることが
できる。従って、電極周辺からの光の取り出し効率の向
上をはかることができ、これにより高輝度化をはかるこ
とが可能となる。

【０１０３】図２９は、本発明の第４の実施例に係わる
半導体発光装置の素子構造を示す断面図である。なお、
図２４と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説
明は省略する。

【０１０４】この実施例が先に説明した第３の実施例と
異なる点は、ｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層を、Ａｌ組
成の異なる２層にしたことである。即ち、活性層６３と
隣接した第１のｐ−クラッド層６４として、光及びキャ
リアの閉じ込めに必要なＡｌ組成の高いｐ−Ｉｎ０．５
　（Ｇａ０．３　Ａｌ０．７　）０．５　Ｐ層を形成し
、この第１のｐ−クラッド層６４上に、電流をより拡散
させるための第２のｐ−Ｉｎ０．５　（Ｇａ０．６　Ａ
ｌ０．４　）０．５　Ｐクラッド層７３を形成し、この
第２のｐ−クラッド層７３上に中間バンドギャップ層６
５及びコンタクト層６６が形成されている。

【０１０５】第１のｐ−クラッド層６４及び第２のｐ−
クラッド層７３の膜厚及びキャリア濃度はそれぞれ、第
１のｐ−クラッド層６４が１μｍ，２×１０１７ｃｍ−
３で、第２のｐ−クラッド層７３が３μｍ，６×１０１
８ｃｍ−３である。他の層構造については、先の第３の
実施例と同様とした。

【０１０６】本実施例が従来の構造と異なる点は、第１
のｐ−クラッド層６４上にそれよりもＡｌ組成の低い第
２のｐ−クラッド層７３を形成したことである。上記し
たようにＺｎドープによるｐ−ＩｎＧａＡｌＰは、その
キャリア濃度がＡｌ組成に大きく依存しており、Ｚｎの
供給量を一定とした場合、Ａｌ組成の大きいものほどキ
ャリア濃度が低く、抵抗率が大きくなる。このため、本
実施例のような構成であれば、第１のｐ−クラッド層６
４（Ａｌ組成０．７）よりも第２のｐ−クラッド層７３
（Ａｌ組成０．４）の方が抵抗率を小さくすることがで
きる。

【０１０７】加えて、ＧａＡｓ基板６１の成長主面を（
１００）面から［０１１］方向に１５度傾斜した面を用
いると、よりキャリア濃度を高くでき、抵抗率を小さく
することができるため、第１のｐ−クラッド層６４と第
２のｐ−クラッド層７３の抵抗率の差をより大きくする
ことができる。このように、ｐ−クラッド層６４，７３
内で抵抗率の分布を大きくすることができるため、電極
６７から注入された電流を抵抗率の低いｐ−クラッド層
７３で広域に広げることができ、電極直下以外の広域で
発光が可能となる。

【０１０８】本実施例で用いた第１のｐ−クラッド層６
４と第２のｐ−クラッド層７３で、上記キャリア濃度に
おける抵抗率はそれぞれ２Ω・ｃｍと０．２Ω・ｃｍと
なっている。このように抵抗率の差が大きいために、電
極から注入された電流は第１のｐ−クラッド層６４に達
する前に第２のｐ−クラッド層７３で広域に広げられる
。従って、第３の実施例と同様な電流分布となり、ｐ側
電極を除いた素子表面広域から発光を得ることが可能で
ある。また、本実施例の積層構造で作成した素子からは
第３の実施例と同様に６００ｎｍにピーク波長を持つ発
光が得られた。なお、第４の実施例では、第２のｐ−ク
ラッド層７３の組成はＩｎ０．５　（Ｇａ０．６　Ａｌ
０．４　）０．５　Ｐとしたが、第１のｐ−クラッド層
６４よりＡｌ組成が低く低抵抗化が可能で、且つ活性層
６３のバンドギャップエネルギーよりも大きいバンドギ
ャップエネルギーを有する組成であれば、この組成に限
るものではない。同じ組成で第２のｐ−クラッド層７３
だけキャリア濃度を高める方法でもよい。また、第２の
ｐ−クラッド層７３は１層に限るものではなく、第１の
ｐ−クラッド層６４よりＡｌ組成が小さく、且つ活性層
６３のバンドギャップより大きいＩｎＧａＡｌＰ層であ
れば、組成の異なる２層以上積層した構造においても同
様の効果が得られる。さらに、第１のｐ−クラッド層６
４から徐々にＡｌ組成を低減させていった組成傾斜層を
形成してもよい。

【０１０９】また、第３，４の実施例においてはＧａＡ
ｓ基板の成長主面を（１００）面から［０１１］方向に
１５度傾斜させた面を用いたが、この傾斜角度に限定さ
れるものではなく、上述したように５度以上の傾斜角で
あれば、同様の効果が得られることはいうまでもない。 さらに、活性層を含む発光部の層構造は、ダブルヘテロ
構造に限るものではなく、シングルヘテロ構造やホモ接
合であってもよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない
範囲で、種々変形して実施することができる。

【０１１０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、半
導体基板上に形成されＩｎＧａＡｌＰからなる活性層を
有し、上記半導体基板と反対側の面上の一部に形成され
た電極以外の面上から光を取り出す半導体発光装置にお
いて、ＩｎＧａＡｌＰからなる活性層を低濃度のｐ型と
し、かつその厚さを０．２５μｍから０．７５μｍとす
ることにより、短波長でも高効率の発光が可能な半導体
発光装置を実現できる。また、基板の主面を（１００）
面から［０１１］方向に５度以上傾斜させることにより
、発光部における電流分布を改善することができ、光取
り出し効率及び輝度の向上をはかり得る半導体発光装置
を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係わる半導体発光装置
の素子構造を示す断面図、

【図２】キャリア濃度と発光効率との関係を示す特性図
、

【図３】活性層厚さと発光効率との関係を示す特性図、

【図４】波長と発光効率との関係を示す特性図、

【図５
】本発明の第２の実施例を説明するためのもので、素子
構造を示す断面図、

【図６】基板の傾斜角度とＡｌ組成及び半値幅との関係
を示す特性図、

【図７】基板の傾斜角度とＡｌ組成及び半値幅との関係
を示す特性図、

【図８】透明バッファ層の作用を説明するための断面図
、

【図９】透明バッファ層の膜厚と発光効率との関係を示
す特性図、

【図１０】透明バッファ層の作用を説明するための断面
図、

【図１１】ｎクラッド層のキャリア濃度と発光効率との
関係を示す特性図、

【図１２】井戸層の厚さと波長との関係を示す特性図、

【図１３】井戸層の格子不整合と発光効率との関係を示
す特性図、

【図１４】クラッド層のＡｌ組成とエネルギーギャップ
との関係を示す特性図、

【図１５】クラッド層キャリア濃度と発光効率との関係
を示す特性図、

【図１６】電流拡散層の膜厚と発光効率との関係を示す
特性図、

【図１７】電流拡散層のキャリア濃度と発光効率との関
係を示す特性図、

【図１８】発光波長に対する電流拡散層の吸収係数の関
係を示す特性図、

【図１９】上部電極形成工程を示す断面図、

【図２０】
電流阻止層の形成位置を示す断面図、

【図２１】本発明
の変形例を説明するためのもので、電流拡散層の膜厚と
発光効率との関係を示す特性図、

【図２２】本発明の変
形例で、基板を除去した例を示す素子構造断面図、

【図２３】本発明の変形例で、透明基板を用いた例を示
す素子構造断面図、

【図２４】本発明の第３の実施例に係わる半導体発光装
置の素子構造を示す断面図、

【図２５】第３の実施例における素子内での電流分布及
び発光領域を示す模式図、

【図２６】傾斜角度とＺｎの飽和ホール濃度との関係を
示す特性図、

【図２７】傾斜角度とＰＬ発光強度との関係を示す特性
図、

【図２８】Ａｌ組成とＰＬ発光強度との関係を示す特性
図、

【図２９】本発明の第４の実施例に係わる半導体発光装
置の素子構造を示す断面図、

【図３０】従来の半導体発光装置の素子構造を示す断面
図、

【符号の説明】

１１，３１…ｎ−ＧａＡｓ基板、１２，３５…ｎ−Ｉｎ
ＧａＡｌＰクラッド層、１３，３６…ｐ−ＩｎＧａＡｌ
Ｐ活性層、１４，３７…ｐ−ＩｎＧａＡｌＰクラッド層
、１５，３８…ｐ−ＧａＡｌＡｓ電流拡散層、１６，３
９…ｐ−ＧａＡｓコンタクト層、１７，４１…ｐ側電極
、１８，４２…ｎ側電極、３２…ｎ−ＧａＡｓバッファ
層、３３…反射層、３４…ｎ−ＧａＡｌＡｓ透明バッフ
ァ層、４０…ｎ−ＧａＡｓ電流阻止層。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　半導体基板上に形成された、ＩｎＧａ
   ＡｌＰ系材料からなる活性層をクラッド層で挟んだダブ
   ルヘテロ構造部と、このダブルヘテロ構造部上の一部に
   形成された第１の電極と、基板のダブルヘテロ構造部と
   反対側面に形成された第２の電極とを具備し、前記活性
   層はキャリア濃度１×１０１７ｃｍ−３以下のｐ型又は
   キャリア濃度５×１０１６ｃｍ−３以下のｎ型であり、
   且つ該活性層の厚さを０．１５〜０．７５μｍの範囲に
   設定してなることを特徴とする半導体発光装置。
2. 【請求項２】　　前記基板はＧａＡｓであり、この基板
   の面方位を（１００）から［０１１］方向に１０〜２０
   度傾斜させてなることを特徴とする請求項１記載の半導
   体発光装置。
3. 【請求項３】　　前記基板とダブルヘテロ構造部との間
   に、基板側から反射層及び透明バッファ層を形成し、且
   つ透明バッファ層の膜厚を２０〜１００μｍの範囲に設
   定してなることを特徴とする請求項１記載の半導体発光
   装置。
4. 【請求項４】　　前記ダブルヘテロ構造部を構成するク
   ラッド層のうち、ｎ型クラッド層のキャリア濃度を１×
   １０１６ｃｍ−３〜７×１０１７ｃｍ−３の範囲に設定
   し、且つｐ型クラッド層のキャリア濃度を５×１０１７
   ｃｍ−３〜２×１０１８ｃｍ−３の範囲に設定してなる
   ことを特徴とする請求項１記載の半導体発光装置。
5. 【請求項５】　　前記活性層を、量子井戸構造としたこ
   とを特徴とする請求項１記載の半導体発光装置。
6. 【請求項６】　　前記ダブルヘテロ構造部と第１の電極
   との間にＧａＡｌＡｓからなる電流拡散層が形成され、
   この電流拡散層の膜厚を５〜３０μｍの範囲に設定し、
   且つキャリア濃度を５×１０１７ｃｍ−３〜５×１０１
   ８ｃｍ−３の範囲に設定してなることを特徴とする請求
   項１記載の半導体発光装置。
7. 【請求項７】　　第１導電型の半導体基板上に形成され
   た第１導電型の反射層と、この反射層上に形成された第
   １導電型の透明バッファ層と、この透明バッファ層上に
   形成され、活性層を第１導電型及び第２導電型のクラッ
   ド層で挟んだＩｎＧａＡｌＰ系材料からなるダブルヘテ
   ロ構造部と、このダブルヘテロ構造部上に形成された第
   ２導電型の電流拡散層と、この電流拡散層上の一部に形
   成された第１の電極と、前記基板の裏面側に形成された
   第２の電極と、前記ダブルヘテロ構造部と第１の電極と
   の間の一部に、第１の電極に対向するよう形成された第
   １導電型の電流阻止層とを具備してなることを特徴とす
   る半導体発光装置。
8. 【請求項８】　　半導体基板上に形成された、ＩｎＧａ
   ＡｌＰ系材料からなる活性層をクラッド層で挟んだダブ
   ルヘテロ構造部と、このダブルヘテロ構造部上の一部に
   形成された第１の電極と、基板のダブルヘテロ構造部と
   反対側面に形成された第２の電極とを具備し、前記基板
   はＧａＡｓであり、該基板の成長主面の面方位を、（１
   ００）面から［０１１］方向に５度以上傾斜させてなる
   ことを特徴とする半導体発光装置。